Malá vodní elektrárna

Transkript

1 Středoškolská technika 2016 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT Malá vodní elektrárna Tomáš Bubeníček Vyšší odborný škola a střední průmyslová škola stavební Praha Dušní 17 Praha 2016

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou práci SOČ vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v seznamu vloženém v práci SOČ. Prohlašuji, že tištěná verze a elektronická verze soutěžní práce SOČ jsou shodné. Nemám závažný důvod proti zpřístupňování této práce v souladu se zákonem č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon) v platném znění. V Praze dne podpis: Úvod Stručný popis projektu Obsah

3 Místo kde se nachází MVE Jezová konstrukce Malá Vodní Elektrárna Administrativní požadavky pro realizaci projektu MVE Průzkum veřejného mínění Závěr Zdroje Úvod Proč zrovna toto téma? Soutěže SOČ se účastním poprvé a vybrat téma, kterým se budu zabývat znělo jednoznačně. Již dlouho jsem věděl o záměru našeho rodinného přítele znovu zrekonstruovat Malou vodní elektrárnu v bývalém areálu továrny na výrobu nití na řece Bystřici.

4 Řešit problematiku rekonstrukce a znovu spuštění MVE je zajímavá věc se, kterou se často nesetkáváme i když je to jeden z nejčistších zdrojů energie. Možná to bude z důvodů vysokých pořizovacích nákladů, nebo z velmi malého množství vhodných míst pro výstavbu. Mohu říci, že zapálení s jakým všichni účastníci spustili projekt velice ovlivnilo moji volbu zaměření na střední průmyslové škole stavební. Zcela jsem propadl jejich znalostem realizovaným v praxi. Pro tuto soutěž jsem se rozhodl vypracovat model, který bude popisovat tuto konkrétní MVE a obecně přiblíží funkci těchto staveb studentům i veřejnosti. Stručný popis projektu Předmětem projektu je rekonstrukce MVE navazující na stávající vzdouvací objekt na řece Bystřici, ř. km 1,0 Mořičov, okres Karlovy Vary.

5 Stavba se nachází na okraji katastrální území Mořičov v místě původního továrního areálu situovaného na pravém břehu řeky Bystřice. Jedná se o spodní úsek daného toku těsně před ústím do řeky Ohře. Projekt obnovy elektrárny řeší komplexní obnovu využití hydroenergetického potenciálu řeky Bystřice na lokalitě Mořičov, ř km 1,0. Realizací je předpokládáno využití stávajícího vzdutí pevným jezem, rekonstrukci vtokového objektu, otevřeného náhonu včetně vyrovnávací nádrže nad přechodovým objektem, zřízení přechodového objektu (vodního zámku), uložení tlakového trubního přivaděče, rekonstrukcí strojovny MVE a obnovu původního profilu odpadního kanálu a propustku pod tratí. Napojení stavby MVE na elektrickou síť VN je odsouhlaseno řešení s krátkou zemní přípojkou od strojovny MVE k trafostanici, kde bude zřízeno předávací místo. Ve strojovně bude instalována jedna přímoproudá Kaplanova turbína Hydrohrom HH 780 s přímým spojením s nízkootáčkovým asynchronním generátorem o výkonu 200 kw. Maximální hltnost turbíny je 3,0 m3/s, navrhovaný spád je uvažován 8,8 m. Místo kde se nachází MVE Jedná se Malou vodní elektrárnu Mořičov, ta se nachází v bývalém areálu továrny na výrobu nití v Hradišti. Areál je situován na konci chatařské oblasti obce, na pravém břehu toku řeky Bystřice. V těsné blízkosti za MVE se tok řeky Bystřice vlévá do řeky Ohře.

6 Průměrný roční průtok řeky Bystřice v tomto místě je 2,21 m3/s, minimální je 0,16 m3/s a maximální 3,2 m3/s. Rozdíl nadmořské výšky přelivné hrany jezu a nadmořské výšky ve která je umístěna turbína činí 9,5 m a tento rozdíl je na délce 750 m. Tyto parametry jsou na rozdíl od ostatních MVE dvoj až trojnásobné. Jezová konstrukce Při zahájení opravy MVE v lokalitě Mořičov se nachází stávající pevný jez, který v daném místě soustředí hydroenergetický potenciál řeky Bystřice. Jedná se o pevný jez pražského typu, kdy stabilizační funkci řeší trámová konstrukce vyplněná opracovanými kameny a následně přebetonovaná deskou. Do břehů je jezové těleso zavázáno kamennými

7 pilíři. Délka přelivné hrany činní 21,5m, kóta pevné přelivné hrany jezu je 342,90 m. n m. Jezové těleso je plně funkční. Jez byl vybudován pro zajištění vzdutí a stabilizaci koryta řeky a je do současné doby bez energetického využití. Ve stávající jezové zdrži bude udržována kóta provozní hladiny automatickou hladinovou regulací turbín na kótě 342,90 m. n m. Minimální zůstatkový průtok převáděný do podjezí přepadem přes korunu jezu a sportovní propustí bude Q330d = 0,51 m3/s. Průtok bude převáděn částečně rybím přechodem 0,4 m3/s a částečně přepadem přes přelivnou hranu jezu 0,11 m3/s. V případě vyššího přítoku do jezové zdrže bude postupně průtok zpracován turbínami až do maximální hltnosti 3,0 m3/s. Čistý spád bude 8,74 až 7,55 m. Rybí přechod Z důvodu zajištění protiproudové i poproudové migrace širokého spektra ryb a vodních živočichu je řešen přírodě blízký bystřinný rybí přechod typu bypass situovaný na levobřežním zatravněném pozemku u levobřežního jezového pilíře. Návrhový průtok rybím přechodem činí 0.40 m3/s. Koryto bypassu bude lichoběžníkového profilu se sklony břehu 1:1.5, šířkou ve dne 2.0 m, s nepravidelnými stabilizovanými balvanitými překážkami a dnem i svahy zasypanými místním říčním substrátem. Aktivní délka rybího přechodu činí 20.0 m, podélný sklon přechodu cca 1:23. Návrhová hloubka vody 0.6 m. Rybí přechod bude trvale v bezobslužném provozu s občasným technicko bezpečnostním dohledem. S ohledem na to, že se jedná o první jez na Bystřici před ústím do řeky Ohře umožní rybí přechod vstup ryb z Ohře do poměrně značného úseku řeky Bystřice nad řešeným jezem (cca 6 km). Výstavba rybího přechodu nebude mít negativní vliv na srážko - odtokové poměry a kapacitu jezového profilu. Malá vodní elektrárna Mořičov Instalovaný jmenovitý elektrický výkon MVE se bude pohybovat na úrovni 200kW. Základem technologie je Kaplanova turbína Hydrohrom HH780, tj. turbíny s automaticky regulovatelným oběžným kolem a pevnými rozváděcími lopatkami, s přímým spojením na pomaluběžný asynchronní generator o výkonu 200 kw a společnými

8 elektrorozvaděči ovládání. Soustrojí budou pracovat v automatickém bezobslužném provozu paralerně se sítí, v součinnosti s hladinovou regulací a zabezpečovací automatikou. Provozním uzávěrem turbíny je stavidlový rychlouzávěr ovládaný hydromotorem a uzavýraný gravitační silou. Soustrojí bude zpracovávat přirozené průtoky řeky od minimálního zpracovatelného průtoku 0,19 m3/s do maximální celkové hltnosti turbíny 3,0 m3/s v nepřetržitém provozu při udržování stale výšky hladiny v nadjezí. Účinnost turbíny bude v optimálním provozu cca 84 94%. Technické specifikace: čistý spád (m), navrhovaný: 8,4 typ turbíny: Kaplanova-přímoproudá výrobce turbíny: Hydrohrom průměr rozváděcího kola: 780 mm průměr oběžného kola: 750 mm regulace lopatek: oběžným kolem účinnost turbíny v optimu: 94% (83% při Qmax) maximální hltnost turbíny: 3 m3/s minimální hltnost turbíny: 0,19 m3/s převod: přímou spojkou typ generátoru: asynchronní otáčky generátoru: 508/min výstupní napětí generátoru: 400V účinnost generátoru: 93% jmenovitý činný výkon generátoru: 200 kw Vedení výkonu Vyvedení elektrického výkonu bude provedeno krátkým kabelovým vedením na napěťové úrovni 400 V do stávající trafostanice, která je situována v průmyslovém objektu. V trafostanici bude zřízen předávací bod a to na napětí 22 kw a bude instalován nízkoztrátový transformátor. Předpokládaný výnos z prodeje el. proudu Výkupní cena elektrické energie z MVE v nových lokalitách (novou lokalitou se dle Cenového rozhodnutí Energetického regulačního úřadu se rozumí lokalita, kde nebyla

9 v období od 1. ledna 1995 včetně, připojena výrobna elektřiny k přenosové nebo distribuční soustavě) uvedených do provozu v roce 2015 podle Cenového rozhodnutí Energetického regulačního úřadu činní 3200 Kč/MWh (u výkupní ceny uvažován nárůst o 2 % ročně). Výkupní cena či zelený bonus jsou nastaveny ERÚ tak, aby běžný systém splňující indikativní parametry dosahoval průměrné prosté návratnosti investice ve výši 15 let dle Zákona o podporovaných zdrojích energie. Právo zvolit podporu elektřiny formou výkupních cen má pouze výrobce elektřiny z obnovitelných zdrojů využívající energii vody, a to ve výrobě elektřiny o nainstalovaném výkonu do 10 MW včetně. Investiční náklady projektu Celkové náklady na výstavbu MVE byly vyčísleny na cca 38,8 mil. Kč. Měrné investiční náklady projektu dosahují 155 tis. Kč/kW. Z hlediska porovnání s indikativními parametry MVE ( tis. Kč/kW), pro které je nastavena podpora tak, aby došlo k 15- leté návratnosti, jsou tyto náklady velmi mírně překročeny, a to cca o 3,6 %. Vyšší měrné investiční náklady projektu jsou způsobeny zejména náročnou revitalizací stavební části MVE, ale jsou vykompenzovány vyšším využitím instalovaného výkonu oproti indikativním parametrům. Celkové provozní náklady byly odborným odhadem stanoveny ve výši do 127 tis. Kč/rok. Administrativní požadavky pro realizaci projektu MVE Územní rozhodnutí Vodoprávní rozhodnutí a Stavební povolení rekonstrukce vtokového objektu

10 rekonstrukce otevřeného náhonu přechodový objekt trubní tlakový přivaděč strojovna MVE rekonstrukce odpadního kanálu Připojení do sítě a smlouva o připojení Státní autorizace na výstavbu výrobny elektřiny Průzkum veřejného mínění Průzkum byl proveden na obyvatelích obce Hradiště, ve kterém se nachází MVE Mořičov. Dotázáno bylo 20 občanů obce Hradiště.

11 Vadí Vám rekonstrukce MVE? Ano Ne Byli jste nějak omezeni z důvodu rekonstrukce MVE? Ano Ne

12 Myslíte si, že získávat energii tímto způsobem je správné? Ano Ne Myslíte že provoz MVE má vliv na život v řece? Ano Ne

13 Závěr O projekt obnovy MVE Mořičov jsem se zajímal dříve než se stal tématem mého projektu. Zpracování této práce trvalo déle než jsem si myslel. Pracoval jsem se spoustou nových informací s tím spojených. Došel jsem k závěru, že realizovat tento projekt od začátku až do konce, nebyla a není žádná legrace. Byl jsem velice překvapen množstvím opatření pro klidný a bezpečný provoz v MVE. Zároveň musím zmínit dokonale promyšlený systém výroby elektrické energie v této MVE. Dokonalým využitím spádu terénu, ve kterém se MVE realizuje dochází k vyšším výnosům. Jsem velice rád, že mohu přihlížet dalšímu vývoji tohoto projektu. Touto cestou velice děkuji panu Miloslavu Myslivcovi za jeho čas a trpělivost, se kterou se mi věnoval. Jeho znalosti v daném oboru jsou pro mě velkou inspirací. Zdroje Dokumentace pro vodoprávní řízení a stavební povolení

14 Vodoprávní povolení, Stavební povolení Hydrologická data lokality Projekt a technická dokumentace Obnovy MVE Mořičov Přílohy Instalace turbíny

15 Výstavba odtokového kanálu Turbína

16

17 VOS a SPŠ stavební Dušní 17 Dušní 17, Praha 1